Световой выключатель

(511 С 08 6 3/ САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЕТЕЛЬСТВ АВТОРСКОМ.В. Свет Энер игналя 11Ф бе вена вет ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ я по эксплуатации сктропроблескового . аппарата БЭПА. Изд-во Главного управления навигации и океанографии, МО СССР, 1973, с. 16 (прототип) . (54)(57) СВЕТОВОЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ, содержащий чувствительные элементы в виде первого и второго Фоторезисторов, триггер, пороговый элемент, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности срабатывания за счет уменьшения влияния окружающей температуры, в него введены два светодиодатретий и четвертый фоторезисторы, три элемента И, формирователь импульсов, распределитель импульсов, два .элемента Н 2, а порого" вый элемент выполнен в виде. двух симметричных мультивибраторов на транзисторах, эмиттеры которых подключены к отрицательной шине питания мультивибраторов, которая соединена с отрицательной клеммой источника питания, положительная клемма которого соединена с катодами первого и второго светодиодов, аноды которых соединены с положительной шиной питания соответственно первого и второго мультивибраторов, параллель" но базовым резисторам транзисторов мультивибраторов подключены Фоторезисторы, первый и второй Фоторезисторы являются оптическими входами светового выключателя, третий и четвертый фоторезисторы оптически связаны со светодиодами, выходы первого и второго мультивибраторов соединены с входами соответственно первого и второго элементов НЕ, выходы которых соединены соответственно с первыми вторым входами первого элемента И, выход которого подключен к первомувходу распределителя импульсов,первый и второй выходы которого соеди-нены с первыми входами соответст но второго и третьего элементов выходы которых подключены к соот ствующим входам триггера, выход которого является управлякицим выходом выключателя, выход первого элемента И подключен к входу формирователя импульсов, выход которого соединен с вторыми входами распределителя импульсов, второго и третьего элементов И.Недостатком световых выключателей является изменение уставки срабатывания при воздействии температуры окружающей среды в процессе эксплуатации. Это происходит потому, что сопротивление светочувствительного элемента (Фоторезистора, Фотодиода) изменяется не только под действием света, но и нри изменении окружающей температуры. 35Наиболее близким к изобретению является световой выключатель бесконтактного электропроблескового аппарата типа БЭПА, содержащий чув ствительные элементы в ниде первого 40 и второго фоторезисторов, триггер, пороговый элемент 21.Недостатком известного светового выключателя является изменение уставки срабатывания при воздействии температуры окружающей среды, Так,отрегулированный на срабатывание нри освещенности 200+30 лк в нормальныхклиматических условиях (20 фС), световой выключатель БЭПАизменяетсвою уставку в пределах 100-500 лкпри изменении окружающей температуры 50 от -30 до +50 С.Целью изобретения является повышение точности срабатывания светового выключателя за счет уменьшения влияния окружающей температуры.Поставленная цель достигается тем, что в световой выключатель, содержащий чувствительные элементы в виде первого и второго Фоторезисторов, триггер, пороговый элемент, введены два светодиода, третий и четвертый Фоторезисторы, три элементаИ, формирователь импульсов, распределитель импульсов, два элемента НЕ,.65 к системам регулирования неэлектрических величин с использованием электрических средств (областью специального применения являются устрой Вства сигнализации, в частности автоматические светосигнальные средства - Маяки, навигационные огни, бакены),Известны световые устройства для автоматического включения осветитель О них и сигнальных установок с наступлением сумерек и выключения их с восходом солнца. В качестве чувствительного и свету элемента в них используют Фотореэисторы и Фотодиоды. 15 Изменяющееся под влиянием света сопротивление светочувствительного элемента преобразуется с помощью пороговой схемы в электрический сиг" над, включающий исполнительное устройство, например триггер. Такие устройства получили название световых (дневных) выключателей, обеспечивающих автоматическое включение и выключение светосигнальных средств Щ . 25 а пороговый элемент выполнен в видедвух симметричных мультивибраторовна транзисторах, эмиттеры которыхподключены к отрицательной шине питания мультивибраторов, которая соединена с отрицательной клеммой ис"точника питания, положительная клемма которого соединена с катодамипервого и второго светодиодов, анодыкоторых соединены с положительнойшиной питания соответственно пер"вого и второго мультнвибраторов, параллельно базовым резисторам транзисторов мультивибраторов подключеныфоторезисторы, первый и второй Фоторезисторы являются оптическими входами светового выключателя, третий нчетвертый фоторезисторы оптическисвязаны со светодиодами, выходы первого и второго мультивибраторов соединены с входами соответственно первого и второго элементов НЕ, выходыкоторых соединены соответственно спервым и вторым входами первого элемента И, выход которого подключенк первому входу распределителя импульсов, первый и второй выходы которого соединены с первыми входамисоответственно второго и третьегоэлементов И, выходы которых подключены к соответствующим входам триггера, выход которого является управляющим выходом выключателя, выходпервого элемента И подключен к входуФормирователя импульсов, выход кото-рого соединен с вторыми входами распределителя импульсов, второго итретьего элементов И. На чертеже приведена принципиальная электрическая схема светового выключателя.Световой выключатель содержит пороговый элемент 1, выполненный в виде двух симметричных мультивибраторов 2 и 3, включающих соответствен-. но транзисторы 4, 5 и б, 7, конденсаторы 8, 9 и 10, 11 и резисторы 12- 15 и 16-19, Фотореэисторы 20-23, подключенные параллельно резисторам 13, 15, 17 и 19, элементы НЕ 24 и 25, формирователь 26 импульсов, распределитель 27 импульсов, элементы И 28- 30, триггер 31 и светодиоды 32 н 33.Устройство работает следующим образом.При подключении к световому выключателю источника постоянного тока (согласно сбозначенной на чертеже полярности) мультивибраторы 2 и 3 начинают генерировать импульсы, частота которых определяется соответственно величинами сопротивлений резисторов 13, 15 н 17, 19 в базовых цепях транзисторов 4, 5 и 6, 7 и емкостей конденсаторов 8, 9 и 10, 11, а также величинами сопротивлений Фоторезисторов 20, 21 и 22, 23.Ток нагрузки мультивибраторов 2и 3 проходит через светодиоды 32 и33, вызывая свечение последних иобеспечивая постоянное освещение фоторезисторов 22 и 23 мультивибратора3. Фоторезисторы 20 и 21 мультивибратора 2 воспринимают рассеянный днев- .., ной свет и в зависимости от окружаю,щей освещенности изменяют свое Сопротивление, изменяя тем самым частоту генерируемых мультивибратором Оимпульсов, Постоянное освещение фото,резисторов 22 и 23 светодиодами 32и 33 обеспечивает работу мультивибратора 3 с заданной частотой, которуювыбирают исходя иэ диапазона изме- .нений частоты мультивибратора 2 ивсегда делают ее больще возможнойчастоты последнего при освещенныхфоторезисторах 20 и 21. Таким образом, за время действия прямоугольного импульса мультивибратора 2 (наколлекторе открытого транзистора 5),продолжительность которого зависитот степени освещенности фоторезисторов 20 и 21, мультивибратор 3 успевает делать несколько импульсов.Импульсы мультнвибраторов 2 и 3,пройдя через элементы ЙЕ 24 и 25,в виде сигналов логических 1поступают на вход элемента И 28, ив случае их совпадения на тактовыйвход распределителя 27 импульсовпроходят импульсы с частотой мультивибратора 3. Количество поступающих на вход распределителя 27 имиульсов мультивибратора 3 зависитот длительности импульса мультивнбратора 2. Импульс мультивибратора 2,разроя прохождение импульсов мультивибратора 3 на вход распределителя27 импульсов, одновременно воздействует иа вход формирователя 26 импульсов, в котором, по окончаниидействия импульса иультивибратора 2,Формируется сигнал логической ф 1,Этот сигнал поступает сщновременно 45иа элементы И 29 и 30 и на входсброса распределителя 27 импульсов.Элементы И 29 и 30 являются двухвходовыми и иа одном из вторых вхо-дов этих элементов, связанных с выходами распределителя 27 импульсов,может присутствовать сигнал логиче".кой 1, в результате продвиженияего в распределителе 27 импульсовВозможны три состояния схемы: отсутствие совпадения сигналов логических 55фф 1 ф на входах элементов И 29 и 30,совпадение сигналов логических 1иа входе элемента И 29 или совпадение сигналов логических 1 навходе элемента И 30. Вне зависимости 60от того, в каком из этих состоянийв данный момент находится схема,после окончания каждого импульсамультивибратора 2 происходит сбросраспределителя 27 импульсов в исход ное состояние, и процесс прохождения сигналов в схеме повторяется с приходом очередного импульса от мультивибратора 2 на вхсд элемента И 28.Таким образом, во время действия каждого импульса мультивибратора 2 происходит продвижение сигнала логической ф 1 ф в распределителе 27 импульсов с постоянной частотой муль" .тивибратора 3. Чем продолжительнее импульс мультивибратора 2, тем дальше продвигается логическая ф 1 в распределителе 27 импульсов . Продвижение логической 1 ф от первого ,выхода к последнему (на чертеже снизу вверх) в распределителе 27 импульсов эквивалентно постоянному уменьщенню окружающей освещенности. Когда совпадают сигналы логических ф ф 1 ф ф на входе элемента И 29, триггер 31 получает сигнал включения нагрузки (нагрузка триггера 31 не показана), т.е. светосигнальная или осветительная установка вводится в действие при заданном значении окру- . жающей освещенности. В темное время суток сопротивление фоторезисторов 20 и 21 максимальное н частота им" пульсов мультивибратора 2 минимальная (длительность сигнала логической ф 1 фф на выходе элемента .НЕ 24 максимальна), что позволяет продвинуться сигналу логической 11 фф в распределитель 27 импульсов до верхнего предела. Крличество выходов последнего выбирают из расчета максимально возможного продвижения сигнала логической ф 11 в период темного времени суток. С восходом солнца окружаюцая освещенность увеличивается и, когда наступает момент совпадения сигналов логических ф 1 ф на входе элемента И ЗО, триггер 31 получает сигнал выключения нагрузки. В светлое время суток сопротивление фоторезисторов 20 и 21 мало, и частота импульсов мультивибратора 2 увеличивается (длительность сигнала логической 1 ф 1 ф 1 на выходе элемента НЕ 24 минимальная), что ограничивает про" движение сигнала логической ф 1 ф в распределителе 27 импульсовСовпадения сигналов на входах элементов И 29 и 30 нет, и светосигнальное или осветительное устройство в дневное время выключено. По мере уменьщения окружающей освещенности увеличиваются интерва- . лы времени между сигналами сброса распределителя 27 импульсов в исходное состояние, а следовательно, увеличивается продвижение сигналалогической 1 ф в нем. Сначала совпадают сигналь; логически ф 1 на входе элемента И 30, обеспечивая выдачу выключающего сигнала в триггер 31, не изменяя его состояния, так10 б 89 б 9 Составитель Е. Оленинтор А. Шишкина ТехредА,Бабинец Корректор В, Бутяга Подписноенного комитета СССРений и открытийРаушская наб., д. 4/5 573 арс зоб Ж 46 Тира ВНИИПИ Гос по делам 113035, МосквЗаказ 1147 ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектн л как триггер 31 уже находится в состоянии, при котором нагрузка выключена. Затем, когда величина освещенности достигает значения уставки, т.е. совпадения сигналов логических 1 на входе элемента И 29, проис- .5 ходит выдача включающего сигнала в триггер 31, который переключается и выключает нагрузку, При дальнейшем изменении окружающей освещенности работа, схемы происходит аналогично 1 О описанному. При изменении температуры окружающей среды, в результате смены времен года, изменяются сопротивления. всех фоторезисторов 20, 21 и 22, 23 одновременно, так как они находятся в одинаковых условиях воздействия окружающей средыЭто приводит к пропорциональному изменению частоты импульсов одновременно у обоих мультивибраторов 2 и 3, так как на20 сколько увеличится (уменьшится) длительность импульса в мультивибраторе 2, на столько же увеличится (уменьшится) длительность импульса . в мультивибраторе 3. В результате относительное количество импульсов мультивибратора 3, приходящихся на каждый импульс мультивибратора 2 (при текущем изменении окружающей освещенности), не изменяется, Не изменяется поэтому существенно и уставка срабатывания светового выключателя, осуществленная по логическому принципу счета импульсов. Уход уставки срабатывания возможен за счет разброса температурных зависимостей однотипных фотореэисторов 20 - :3,Световой выключатель выгодно отличается от известных тем, что в нем пороговый элемент построен на принципе сравнения двух величин одного и того же параметра (частоты генерации мультивибратора), влияние окружающей температуры на которые взаим-. но исключается. Это обеспечивает стабилизацию уставки на срабатывание светового выключателя, чем и определяется технико-экономический эффект от использования изобретения